電動(dòng)汽車用動(dòng)力蓄電池電性能要求及試驗(yàn)方法 編制說明

《電動(dòng)汽車用動(dòng)力蓄電池電性能要（征求意見稿）一、工作簡況 1二、國家標(biāo)準(zhǔn)編制原則和確定國家標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容依據(jù) 3三、主要試驗(yàn)（或驗(yàn)證）情況分析 3四、標(biāo)準(zhǔn)中涉及專利的情況 7五、預(yù)期達(dá)到的社會(huì)效益等情況 7六、采用國際標(biāo)準(zhǔn)和國外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)的情況 7七、與現(xiàn)行相關(guān)法律、法規(guī)、規(guī)章及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)調(diào)性 7八、重大分歧意見的處理經(jīng)過和依據(jù) 7九、標(biāo)準(zhǔn)性質(zhì)的建議說明 7十、貫徹標(biāo)準(zhǔn)的要求和措施建議 7十一、廢止現(xiàn)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的建議 7十二、其他應(yīng)予說明的事項(xiàng) 71《電動(dòng)汽車用動(dòng)力蓄電池電性能要求及試驗(yàn)方法》（征求意見稿）編制說明1任務(wù)來源新能源汽車作為引導(dǎo)未來經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的七大戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)之一，國家出臺(tái)了一系列產(chǎn)業(yè)規(guī)劃、標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)規(guī)劃和補(bǔ)貼政策文件促進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。2010年新能源汽車進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用階段，為進(jìn)一步服務(wù)新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展，針對(duì)電動(dòng)汽車用動(dòng)力蓄電池，于2015年發(fā)布了六項(xiàng)國家標(biāo)準(zhǔn)，其中，GB/T31486-2015作為國內(nèi)汽車行業(yè)動(dòng)力蓄電池主要測試標(biāo)準(zhǔn)，主要用于支撐《新能源汽車生產(chǎn)企業(yè)及產(chǎn)品準(zhǔn)入管理規(guī)定》、《免征車輛購置稅的新能源汽車車型目錄》等相關(guān)政策，對(duì)規(guī)范電動(dòng)汽車持續(xù)、健康、穩(wěn)定、安全的發(fā)展起到了積極的促進(jìn)作用。近幾年，隨著行業(yè)快速發(fā)展以及產(chǎn)品技術(shù)的迭代更新，該標(biāo)準(zhǔn)部分測試條件與實(shí)際狀況存在不適用的情況，需要結(jié)合現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)及產(chǎn)品性能對(duì)放電容量、倍率放電性能、荷電保持與容量恢復(fù)能力等內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整與修改，更好的體現(xiàn)和驗(yàn)證電動(dòng)汽車實(shí)際應(yīng)用工況下的性能表現(xiàn)，促進(jìn)行業(yè)健康發(fā)展?！峨妱?dòng)汽車用動(dòng)力蓄電池電性能要求及試驗(yàn)方法》立項(xiàng)計(jì)劃由國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)于2021年8月下達(dá)，計(jì)劃編號(hào)為：20213564-T-339。2主要工作過程1)2019年下半年開始，全國汽車標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)電動(dòng)車輛分技術(shù)委員會(huì)（以下簡稱“電動(dòng)車輛分標(biāo)委”）動(dòng)力蓄電池標(biāo)準(zhǔn)工作組啟動(dòng)GB/T31486修訂預(yù)研工作。此后，電動(dòng)車輛分標(biāo)委秘書處組織研究修訂方案及具體修訂內(nèi)容。2)2020年4月，動(dòng)力蓄電池標(biāo)準(zhǔn)工作組2020年第1次會(huì)議審議通過了GB/T31486的標(biāo)準(zhǔn)修訂計(jì)劃，并討論了主要修訂技術(shù)內(nèi)容。3)2020年9月，動(dòng)力蓄電池標(biāo)準(zhǔn)工作組2020年第2次會(huì)議討論并形成了術(shù)語定義、環(huán)境條件、室溫放電容量、室溫倍率放電容量、耐振動(dòng)等內(nèi)容的初步修訂方案。4)2020年9月-2021年初，電動(dòng)車輛分標(biāo)委組織完成了GB/T31486修訂草案的撰寫工作。5)2021年5月，動(dòng)力蓄電池標(biāo)準(zhǔn)工作組2021年第1次會(huì)議審議了GB/T31486修訂草案，介紹了GB/T31486修訂草案與GB/T31486—2015、IEC62660-1:2018等標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)內(nèi)容異同點(diǎn)及原因；根據(jù)實(shí)車使用場景，將原標(biāo)準(zhǔn)中室溫放電容量、高溫放電容量、低溫放電容量、荷電保持與容量恢復(fù)能力、存儲(chǔ)等測試中的放電倍率由1C調(diào)整為1/3C及以上。26)2021年8月，動(dòng)力蓄電池標(biāo)準(zhǔn)工作組專題會(huì)議上，標(biāo)準(zhǔn)起草組單位代表介紹了工作組層面收集到的行業(yè)意見建議及處理情況，根據(jù)行業(yè)建議和工作組討論情況，調(diào)整了室溫倍率充電、室溫倍率放電、存儲(chǔ)等項(xiàng)目的試驗(yàn)方法。7)2021年12月，動(dòng)力蓄電池標(biāo)準(zhǔn)工作組2021年第2次會(huì)議上討論了新版修訂草案，標(biāo)準(zhǔn)起草組單位代表介紹了修訂背景、主要修訂點(diǎn)修訂原因及與GB/T31485—2015，GB/T31467修訂版，IEC62660-1:2018以及ISO12405-4:2018國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比情況。8)2022年2月，動(dòng)力蓄電池標(biāo)準(zhǔn)工作組電性能標(biāo)準(zhǔn)專題會(huì)議上，參會(huì)人員討論了測試對(duì)象設(shè)定、環(huán)境適應(yīng)方法、數(shù)據(jù)記錄間隔、倍率放電方法等技術(shù)內(nèi)容。9)2022年5月，動(dòng)力蓄電池標(biāo)準(zhǔn)工作組2022年第1次會(huì)議，標(biāo)準(zhǔn)起草組單位代表介紹了新版修訂草案。新版草案中修訂了數(shù)據(jù)記錄間隔、電池尺寸測定、檢驗(yàn)規(guī)則等內(nèi)容。會(huì)上還就測試對(duì)象開展了專題討論。10)2022年7月-8月，針對(duì)GB/T31486中的測試對(duì)象，電動(dòng)車輛分標(biāo)委秘書處于2022年7月和2022年8月先后組織兩次起草組會(huì)議，范圍涵蓋電動(dòng)汽車整車、動(dòng)力電池企業(yè)，檢測機(jī)構(gòu)等單位，經(jīng)討論，起草組層面認(rèn)為考慮到模組并非電池系統(tǒng)中必須存在的形式，并且原有標(biāo)準(zhǔn)中模擬模組形態(tài)較難體現(xiàn)動(dòng)力電池系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用場景下的電性能，將原有2015版標(biāo)準(zhǔn)中的模組測試項(xiàng)目修訂為單體測試項(xiàng)目，并適當(dāng)增加單體測試樣品數(shù)量及一致性要求。11)2022年11月，動(dòng)力蓄電池標(biāo)準(zhǔn)工作組2022年第2次會(huì)議上，工作組審議了測試對(duì)象的修訂方案，并專題討論了測試樣品數(shù)量及一致性要求的修訂方案。12)2023年3月，GB/T31486起草組會(huì)議專題討論了測試樣品數(shù)量及一致性要求的修訂方案，對(duì)于樣品數(shù)量，在標(biāo)準(zhǔn)測試對(duì)象修訂為單體后，考慮到測試結(jié)果可靠性，根據(jù)會(huì)上大多數(shù)企業(yè)意見，選擇表1方案作為征求意見稿中樣品數(shù)量方案。對(duì)于一致性測試，考慮到模組測試修訂為單體測試后，宜適當(dāng)增加樣品一致性要求，起草組層面同意征求意見稿中增加測試對(duì)象荷電保持容量、恢復(fù)容量和能量效率極差應(yīng)不大于平均值5%要求；內(nèi)阻測試方面，經(jīng)過討論，起草組層面同意在征求意見稿中增加內(nèi)阻測試方法，暫不設(shè)置通過判定條件，通過標(biāo)準(zhǔn)公開征求意見和進(jìn)一步驗(yàn)證測試確定后續(xù)處理方案。表1GB/T31486征求意見稿中測試樣品數(shù)量方案313)2023年3月，動(dòng)力蓄電池標(biāo)準(zhǔn)工作組2023年第1次會(huì)議上審議了新版標(biāo)準(zhǔn)草案，同意該修訂項(xiàng)目進(jìn)入征求意見階段。14)2023年4月，電動(dòng)車輛分標(biāo)委根據(jù)前期標(biāo)準(zhǔn)修訂研究結(jié)論，形成了征求意見稿。1編制原則1)本文件編寫符合GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定；2)本文件制定過程中，在工作組及行業(yè)內(nèi)進(jìn)行多次意見征求，并在會(huì)上充分討論；3)起草過程充分考慮了國內(nèi)外現(xiàn)有相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一和協(xié)調(diào)，同時(shí)結(jié)合了我國道路、交通、電動(dòng)汽車及動(dòng)力電池發(fā)展的情況。2主要內(nèi)容1)測試對(duì)象、要求條件修改（1）試驗(yàn)對(duì)象主要變更點(diǎn)：原標(biāo)準(zhǔn)蓄電池模塊，變更為電池單體。修改原因：1、模組并非電池系統(tǒng)中必須存在的形式；2、無模組設(shè)計(jì)電池需制備模擬模組，增加測試成本且模擬模組體現(xiàn)實(shí)車電性能的程度較低；3、測試框架清晰，可行性較高；4、能提升一致性檢測要求（如測試樣品數(shù)量等）。（2）環(huán)境適應(yīng)條件主要變更點(diǎn)：原標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)應(yīng)在溫度為室溫25℃±5℃,相對(duì)濕度為15%～90%。變更為溫度為室溫25℃±2℃,相對(duì)濕度為10%～90%；增加：測試目標(biāo)環(huán)境溫度改變時(shí)，在進(jìn)行測試前電池單體應(yīng)完成環(huán)境適應(yīng)過程：單體電池溫度與目標(biāo)環(huán)境溫度差值不超過2℃且至少30min內(nèi)單體電池溫度變化率＜1℃/h。修改原因：1、根據(jù)動(dòng)力電池包或系統(tǒng)實(shí)際使用場景，放寬濕度范圍，濕度整體協(xié)調(diào)與GB38031—2020標(biāo)準(zhǔn)保持一致。2、由于部分電池包或系統(tǒng)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)布局復(fù)雜，在固定時(shí)間下，存在環(huán)境適應(yīng)達(dá)不到熱平衡的情況，也有部分電池包或系統(tǒng)無需達(dá)到固定時(shí)間就能實(shí)現(xiàn)熱平衡，會(huì)造成測試資源的浪費(fèi)。所以以單體電池溫度與目標(biāo)環(huán)境溫度差值不超過2℃作為環(huán)境適應(yīng)到位的條件，同時(shí)，考慮到電池包或系統(tǒng)剛到臨界范圍溫度時(shí)，環(huán)境適應(yīng)存在不充分的可能性，因此增加至少30min內(nèi)單體電池溫度變化率＜1℃/h的要求。4（3）高低溫試驗(yàn)箱要求主要變更點(diǎn)：增加高低溫試驗(yàn)箱應(yīng)滿足GB/T10592—2008中5.1規(guī)定的風(fēng)速要求，或參照附錄A采用試驗(yàn)工裝；增加高低溫試驗(yàn)箱工裝附錄A。修改原因：電芯低溫容量保持率受測試儀器設(shè)備影響顯著，為保證測試結(jié)果能夠表征產(chǎn)品真實(shí)能力，增加測試結(jié)果可靠性，要求測試溫箱應(yīng)滿足相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)要求，或采用試驗(yàn)工裝的方式減少儀器設(shè)備對(duì)于測試結(jié)果影響。（4）測試過程誤差、數(shù)據(jù)記錄與記錄間隔主要變更點(diǎn)：增加控制值（實(shí)際值）與目標(biāo)值之間的誤差要求：a)電壓：±1%；b)電流：±1%；c)溫度：±2℃;增加數(shù)據(jù)記錄與記錄間隔要求：除在某些具體測試項(xiàng)目中另有說明，否則測試數(shù)據(jù)（如時(shí)間、溫度、電流和電壓等）的記錄間隔應(yīng)不大于100s。修改原因：各測試項(xiàng)需輸出電壓、電流、容量、能量、溫度等參數(shù)的變化曲線，用于電池包或系統(tǒng)進(jìn)行完整的性能分析，因此需明確記錄間隔要求。在標(biāo)準(zhǔn)討論會(huì)上，多位行業(yè)專家提出對(duì)于一般性測試數(shù)據(jù)記錄間隔修改為不大于1s，數(shù)據(jù)量過大且對(duì)測試結(jié)果無明顯影響，降低測試效率，建議放寬記錄間隔，經(jīng)過討論，標(biāo)準(zhǔn)起草組形成一致意見，將記錄間隔修訂為“除在某些具體測試項(xiàng)目中另有說明，否則測試數(shù)據(jù)（如時(shí)間、溫度、電流和電壓等）的記錄間隔應(yīng)不大于100s”。（5）增加一致性測試要求主要變更點(diǎn)：起草組層面同意征求意見稿中增加測試對(duì)象荷電保持容量、恢復(fù)容量和能量效率極差應(yīng)不大于平均值5%要求修改原因：模組測試修訂為單體測試后，宜適當(dāng)增加樣品一致性要求，考查樣品性能一致性。（6）樣品數(shù)量要求主要變更點(diǎn)：在模組測試修訂為單體測試后，增加測試樣品數(shù)量（如表1所示）修改原因：模組測試修訂為單體測試后，起草組同意適當(dāng)增加單體樣品測試數(shù)量，通過起草組、工作組層面多次討論，形成目前的修訂方案。2)測試流程修改（1）充/放電電流主要變更點(diǎn)：原標(biāo)準(zhǔn)充/放電電流1I1（1h率放電電流（A其數(shù)值等于額定容量值變更為不小于1I3（3h率放電電流（A其數(shù)值等于額定容量值的1/3）。涉及標(biāo)準(zhǔn)充電、室溫容量、室溫倍率放電、高溫容量、低溫容量、荷電保持及容量恢復(fù)能力、儲(chǔ)存測試等修改原因：1、1I3更符合實(shí)際動(dòng)力電池在車輛的應(yīng)用情況，2、1I1容量與1I3容量存在較大差異（見驗(yàn)證數(shù)據(jù)因此修改為1I3。3、考慮到不同動(dòng)力電池產(chǎn)品應(yīng)用場景，允許企業(yè)使用大于1I3電流測試。（2）高溫放電容量5主要變更點(diǎn)：原標(biāo)準(zhǔn)電池模塊在55℃±2℃下擱置5h，在55℃±2℃下放電。變更為電池單體在45℃±2℃下進(jìn)行環(huán)境適應(yīng)，在45℃±2℃下放電。修改原因：1、55℃與其他標(biāo)準(zhǔn)存在較大差異；2、系統(tǒng)過溫保護(hù)策略不會(huì)讓電池一直處在高溫狀態(tài)運(yùn)行（一般50℃就會(huì)報(bào)警，55℃以下限功率3、有熱管理系統(tǒng)條件下，電池包不會(huì)出現(xiàn)維持55℃的情況（一般的熱管理策略即使是關(guān)閉間隙也不會(huì)持續(xù)超過45℃)。（3）室溫荷電保持與容量恢復(fù)能力主要變更點(diǎn)：原標(biāo)準(zhǔn)在室溫下儲(chǔ)存28d。變更為在室溫下儲(chǔ)存30d。修改原因：30天儲(chǔ)存時(shí)間與動(dòng)力電池包及系統(tǒng)國標(biāo)修訂版本（GB/T31467）保持一致。（4）高溫荷電保持與容量恢復(fù)能力主要變更點(diǎn)：原標(biāo)準(zhǔn)在55℃±2℃下儲(chǔ)存7d。變更為在在45℃±2℃下儲(chǔ)存7d。修改原因：1、55℃與其他標(biāo)準(zhǔn)存在差異；2、該測試是電池系統(tǒng)在車載狀態(tài)下，長期擱置時(shí)的容量損失，而55℃的環(huán)境溫度在國內(nèi)非常少見。（5）儲(chǔ)存主要變更點(diǎn)：原標(biāo)準(zhǔn)在45℃±2℃下儲(chǔ)存28d。變更為在45℃±2℃下儲(chǔ)存30d。修改原因：1、30天儲(chǔ)存時(shí)間與動(dòng)力電池包及系統(tǒng)國標(biāo)修訂版本（GB/T31467）保持一致。（6）耐振動(dòng)性要求和試驗(yàn)方法主要變更點(diǎn)：刪除了電池模塊耐振動(dòng)性要求和試驗(yàn)方法。修改原因：1、此方法不能反應(yīng)真實(shí)的使用情況。模塊非真實(shí)模組，電芯間連接界面是自行組裝的，并非實(shí)際生產(chǎn)工藝；1P5S為最小單元的樣品大小與實(shí)際也不符；2、振動(dòng)條件與制定GB38031時(shí)實(shí)車采集的振動(dòng)頻率不符，一是掃頻與實(shí)際采集的隨機(jī)+定頻不一致，二是10Hz~55Hz的頻率范圍也與實(shí)際采集的頻率范圍相差較大。（7）內(nèi)阻測試方法主要變更點(diǎn)：增加了內(nèi)阻測試方法修改原因：在增加一致性測試方法方面，針對(duì)內(nèi)阻測試，經(jīng)過討論，起草組層面同意在征求意見稿中增加內(nèi)阻測試方法，暫不設(shè)置通過判定條件，通過標(biāo)準(zhǔn)公開征求意見和進(jìn)一步驗(yàn)證測試確定后續(xù)處理方案。1模塊與電池單體測試結(jié)果對(duì)比6圖1電池單體與模塊測試結(jié)果對(duì)比選取三款體系、容量各異的樣品，分別拉取電芯單體與1P5S模塊驗(yàn)證結(jié)果。容量保持率差異達(dá)到10%以上，其余測試項(xiàng)受影響均小于5%。經(jīng)工作組討論，除低溫容量測試受測試樣品形式影響較大，其他指標(biāo)項(xiàng)差異較小，可接受。2室溫倍率放電測試方法調(diào)整選取某款高能量產(chǎn)品，提取其在160km/h高速巡航極端條件下的功率及放電電流曲線。圖4160km/h高速巡航功率及電流曲線7放電電流最大值換算后也只有0.7C左右，原標(biāo)準(zhǔn)中定義的3C遠(yuǎn)大于實(shí)際應(yīng)用場景，室溫倍率放電容量測試的方法修改為，高能量電池以1C放電至放電終止條件；對(duì)于高功率電池，按照定義其最大放電電流應(yīng)大于10C，8C的測試條件不合理；測試方法修改